一、电路功能与优势

图 1 所示电路是一款灵活的电流发送器，可将压力传感器的差分电压输出转换为 4～20mA 电流输出。

该电路针对各种桥式电压或电流驱动型压力传感器而优化，仅使用了 5 个有源器件，总不可调整误差低于 1%；电源范围为 7V 至 36V，具体取决于元件和传感器驱动器的配置。

该电路的输入具有 ESD 保护功能，并且可提供高于供电轨的电压保护，是工业应用的理想选择。

图 1　压力传感器信号调理电路，具有 4～20mA 输出（显示为传感器电压驱动模式），原理示意图：未显示所有连接和去耦

二、电路描述

该设计提供完整的 4～20mA 发送器压力传感器测量解决方案，有三个重要的电路级：传感器激励驱动、传感器输出放大器和电压-电流转换器。电路所需总电流（不计电桥驱动电流和输出电流）为 5.23mA（最大值），如表 1 所示。

表 1　25℃ 时最大电路电流

激励：电压驱动配置。需使用电压驱动还是电流驱动，取决于所选压力传感器。该电路使用四分之一片 ADA4091-4（U2A），并通过开关 S1 选择不同配置，支持两种选项之一。图 2 显示电压驱动配置，S1 的位置最靠近识别标志（参见 CN0295 设计支持包中的完整电路布局和原理图）。电压驱动通常采用该级的增益（1+R5/R6）配置为 6V 电桥驱动电压，其他驱动电压可通过适当改变电阻比获得。

请注意，电源电压 VCC 应至少比电桥驱动电压高 0.2V，以便让 U2A 具有足够的裕量。

该电路选择运算放大器 ADA4091-4，因为它具有低功耗（每个放大器 250μA）、低失调电压（250μV）以及轨到轨输入输出特性。因为 ADR02 的精度（A 级：0.1%，B 级：0.06%）和低静态电流（0.8mA）特性，选用 ADR02 作为 5V 基准电压源。

图 2　传感器电压驱动配置（原理示意图：未显示所有连接和去耦）